思維導(dǎo)圖在物理教學(xué)中的應(yīng)用
摘要:介紹思維導(dǎo)圖和相關(guān)軟件,闡述其在組織物理概念、探討教學(xué)和學(xué)習(xí)問(wèn)題和指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)等方面的物理教學(xué)中的應(yīng)用。
思維導(dǎo)圖已經(jīng)開(kāi)始被人們關(guān)注,因?yàn)樗灾庇^形象的方式進(jìn)行表達(dá)和思考,非常接近人的自然思維過(guò)程,特別是一些相關(guān)軟件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,更使這種思想方法深受歡迎,不論是企業(yè)還是教育,都在探索它的應(yīng)用,因此我們將自己在實(shí)踐中的一些體會(huì)寫(xiě)出,懇請(qǐng)指正。
1.思維導(dǎo)圖簡(jiǎn)介
思維導(dǎo)圖是英國(guó)人托尼·巴贊創(chuàng)造的一種提出筆記方法,和傳統(tǒng)的直線記錄方法完全不同,它以直觀形象的圖示建立起各個(gè)概念之間的聯(lián)系(如圖1所示)。
思維導(dǎo)圖和傳統(tǒng)的記筆記方法相比有較大的優(yōu)勢(shì)。⑴它順應(yīng)了大腦的自然思維模式,可以讓我們的各種觀點(diǎn)自然地在圖上表達(dá)出來(lái)。⑵能夠加強(qiáng)記憶,因?yàn)樵趫D示中通過(guò)使用關(guān)鍵詞,既可以積極地聽(tīng)講,又強(qiáng)迫我們?cè)谧龉P記的時(shí)候就要思考句子的要點(diǎn)到底是什么。⑶激發(fā)右腦,因?yàn)樵趧?chuàng)作導(dǎo)圖的時(shí)候還使用顏色、形狀和想象力。根據(jù)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)人的大腦是由兩部分組成的。左大腦負(fù)責(zé)邏輯、詞匯、數(shù)字,而右大腦負(fù)責(zé)抽象思維、直覺(jué)、創(chuàng)造力和想象力。所以,圖像的使用加深了我們的記憶,因?yàn)槭褂谜呖梢园殃P(guān)鍵字和顏色、圖案聯(lián)系起來(lái),這樣就使用了我們的視覺(jué)感官。
其實(shí),思維導(dǎo)圖不僅可以用于做筆記,還在制定計(jì)劃、組織討論等方面有用途。例如討論問(wèn)題時(shí),可以由一人擔(dān)任秘書(shū)工作,把整個(gè)討論用思維導(dǎo)圖的形式畫(huà)出來(lái)。(如圖2所示)
對(duì)于每一個(gè)新的觀點(diǎn),秘書(shū)決定應(yīng)該加在哪一個(gè)分支的下面。每個(gè)討論者都會(huì)有一個(gè)自己的符號(hào)框圖(或顏色)。利用這種方法,首先使每個(gè)觀點(diǎn)都可以在圖上根據(jù)它的位置而判斷出其重要性。其次,大家可以明顯地看出討論正在向哪個(gè)方向發(fā)展,可以使參與討論的人員者把注意力集中在主題上而避免跑題。再者,通過(guò)每個(gè)人使用不同的符號(hào)框圖(或顏色)可以顯示出是否有一兩個(gè)人正在控制整個(gè)討論過(guò)程,而刺激其他人員多發(fā)言。
前思維導(dǎo)圖已經(jīng)在企業(yè)屆有了廣泛的應(yīng)用,而且取得了較好的效果,例如波音公司在設(shè)計(jì)波音747飛機(jī)的時(shí)候就使用了思維導(dǎo)圖。據(jù)波音公司的人講,如果使用普通的方法,設(shè)計(jì)波音747這樣一個(gè)大型的項(xiàng)目要花費(fèi)6年的時(shí)間。但是,通過(guò)使用思維導(dǎo)圖,他們的工程師只使用了6個(gè)月的時(shí)間就完成了波音747的設(shè)計(jì)!
2.實(shí)現(xiàn)思維導(dǎo)圖的手段
2.1.紙+筆
準(zhǔn)備:幾張白紙和不同顏色筆。
步驟:
⑴是把主題畫(huà)在紙的中央。主題可以用關(guān)鍵字和圖像來(lái)表示。所謂關(guān)鍵字,是表達(dá)核心意思的字或詞。關(guān)鍵字應(yīng)該是具體的、有意義的。這樣,有助于我們進(jìn)行回憶。
⑵考慮'次主題',也就是在上一層主題下的延伸。
⑶在'次主題'后,羅列更為細(xì)節(jié)的要點(diǎn)。這個(gè)時(shí)候要注意的是,不要強(qiáng)迫自己用一定的順序或結(jié)構(gòu)來(lái)羅列要點(diǎn)。任何一個(gè)要點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)候,盡可以自然地將它用'關(guān)鍵字'的方式表達(dá)出來(lái),并把它和最相關(guān)的'次主題'連接起來(lái)。
⑷整理思維過(guò)程。在完成思維導(dǎo)圖后,再用阿拉伯?dāng)?shù)字把它們標(biāo)記出來(lái)。任何一個(gè)'次主題'都要用一種顏色來(lái)表示。而且,如果可能的話,要盡可能用圖像來(lái)表達(dá)一個(gè)關(guān)鍵字,這可以大大加深記憶。
2.2.計(jì)算機(jī)
計(jì)算機(jī)已經(jīng)在許多方面取代了"紙+筆",在制作思維導(dǎo)圖上,計(jì)算機(jī)也以它的操作快捷、圖象形式多樣和容量大的特點(diǎn)顯示了比"紙+筆"工具的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)在,制作思維導(dǎo)圖的軟件很多,如inspiration、mindmanager、personalbrain、brainstorm等,這些軟件互有優(yōu)缺點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。圖3是利用不同軟件制作的本文結(jié)構(gòu)圖,從中可以比較出它們的表達(dá)方式的特色。這些軟件都非常容易掌握,因此不僅是教師可以使用,學(xué)生也可以使用,為學(xué)生學(xué)習(xí)又提供了新的工具。
3.應(yīng)用于物理教學(xué)的探索
3.1.組織概念,勾勒知識(shí)結(jié)構(gòu)圖
概念是物理學(xué)科知識(shí)的基礎(chǔ),然而在教學(xué)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn),學(xué)生往往忽視對(duì)基本概念的掌握,特別是不能夠形成概念網(wǎng)絡(luò),更不能夠比較深刻的了解概念間的聯(lián)系,這成為了學(xué)習(xí)困難的主要原因。在一般的教學(xué)過(guò)程中,教師也要求學(xué)生總結(jié)概念結(jié)構(gòu),但是往往由于檢查不及時(shí)等原因,沒(méi)有在教學(xué)過(guò)程中得到落實(shí)?,F(xiàn)在可以利用有關(guān)軟件,根據(jù)思維導(dǎo)圖的要求,在老師的指導(dǎo)下由學(xué)生總結(jié)概念結(jié)構(gòu)了,這種方法學(xué)生十分愿意接受,首先利用計(jì)算機(jī)可以提高學(xué)生的興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思考,其次,不同學(xué)生的作品可以很方便的進(jìn)行交流,每個(gè)學(xué)生都可以從他人那里學(xué)習(xí)到自己沒(méi)有想到的東西。在實(shí)際操作中,我們有以下一些做法:
教師制作出模版,學(xué)生按照模版完成內(nèi)容。
這種方法適用于學(xué)生剛剛接觸思維導(dǎo)圖或者面對(duì)比較復(fù)雜的概念結(jié)構(gòu)。例如:在進(jìn)行完電場(chǎng)的教學(xué)之后,為了使學(xué)生能夠清晰掌握電場(chǎng)的概念結(jié)構(gòu),我們利用mindmanager制作了下面的模版,(如圖4所示)學(xué)生根據(jù)模版總結(jié)回憶所學(xué)習(xí)的基本知識(shí)和它們的關(guān)系,并在文本輸入?yún)^(qū)將各個(gè)概念的具體內(nèi)容寫(xiě)出來(lái)。當(dāng)然,如果學(xué)生有新的想法,可以在模版中進(jìn)行改進(jìn)。
這種方式可以促使學(xué)生積極動(dòng)手作和動(dòng)腦思考,使他們能夠從整體上掌握了基本知識(shí)結(jié)構(gòu)和各個(gè)知識(shí)間的關(guān)系,在頭腦中形成了清晰的概念網(wǎng)絡(luò)。我們特別在高三教學(xué)中進(jìn)行了實(shí)踐,取得了較好的效果。
學(xué)生根據(jù)自己的理解制作思維導(dǎo)圖作品
由于實(shí)現(xiàn)思維導(dǎo)圖的軟件操作簡(jiǎn)單,所以學(xué)生非常容易掌握。對(duì)于有些內(nèi)容我們會(huì)讓學(xué)生自己動(dòng)手,根據(jù)自己對(duì)知識(shí)的理解,構(gòu)造概念圖。如圖5所示的是學(xué)生在學(xué)習(xí)完磁場(chǎng)一章內(nèi)容之后總結(jié)的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖,在這里不僅列出了各個(gè)知識(shí)點(diǎn),而且每一部分都在相應(yīng)的文本區(qū)中寫(xiě)出了對(duì)該知識(shí)的理解。
實(shí)踐表明,學(xué)生來(lái)制作思維導(dǎo)圖,能夠激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣,促使學(xué)生積極思考,加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解,也增強(qiáng)了他們的成就感,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高。另外,也使他們?cè)谥谱魉季S導(dǎo)圖的過(guò)程中體會(huì)、觀察知識(shí)間的關(guān)系,甚至發(fā)現(xiàn)自己從來(lái)沒(méi)有注意和意識(shí)到的各個(gè)知識(shí)間的關(guān)系,從而產(chǎn)生一些具有創(chuàng)新性的理解,達(dá)到創(chuàng)新性的學(xué)習(xí)之目的。
3.2.探討問(wèn)題,捕捉討論中的靈感
心理學(xué)研究認(rèn)為,在討論問(wèn)題的過(guò)程中,人們的思維處于高度集中狀態(tài),接受和處理信息的能力強(qiáng),靈感容易顯現(xiàn),所以將討論中大家的意見(jiàn)和觀點(diǎn)及時(shí)的記錄下來(lái),然后進(jìn)行必要的整理,一定能夠得到一個(gè)非常好的思維成果。思維導(dǎo)圖和相關(guān)的軟件在這里能夠扮演重要角色了。
教師在集體備課中共同討論,完成教學(xué)設(shè)計(jì)
備課是重要教學(xué)行為,如何才能提高備課的效果呢?除了教師自己認(rèn)真研讀教材、教學(xué)大綱、查閱有關(guān)資料之外,教師之間的討論也是提高備課效果的重要方式,這樣可以做到集思廣益,智慧大家共享。然而在通常的備課過(guò)程中由于缺乏及時(shí)有效的記錄和整理,集體討論效果不好,而且容易跑題。現(xiàn)在我們按照思維導(dǎo)圖的方法,利用inspiration軟件記錄備課過(guò)程,然后進(jìn)行必要的整理,就避免了上述情況,圖6是在一次集體備課中討論"庫(kù)侖定律"的教學(xué)時(shí)最終繪制的思維導(dǎo)圖。
在整個(gè)討論過(guò)程中,大家僅僅圍繞討論內(nèi)容展開(kāi)話題,由一名教師負(fù)責(zé)記錄下每個(gè)教師的觀點(diǎn),通過(guò)討論確定各個(gè)部分的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。然后將討論結(jié)果進(jìn)行整理(這在inspiration中做起來(lái)非常方便),分別復(fù)制給各位教師,這樣大家就得到了一份凝聚著集體智慧的教學(xué)設(shè)計(jì)了。這種方式特別對(duì)青年教師適用,這樣可以使他們盡早的熟悉教學(xué)規(guī)律和教學(xué)內(nèi)容。
學(xué)生小組討論,研究問(wèn)題。
在探究式課堂教學(xué)中,學(xué)生以小組為單位進(jìn)行討論是非常普遍開(kāi)展的一種學(xué)習(xí)方式,然而也同樣會(huì)出現(xiàn)我們前面所說(shuō)的討論中出現(xiàn)的問(wèn)題,在討論式教學(xué)中教學(xué)效率不高的現(xiàn)象是普遍存在的,要改變這種情況,只有將學(xué)生的注意力全部集中到討論的中心話題上來(lái),這正是思維導(dǎo)圖解決的問(wèn)題,同時(shí)利用適合的軟件,還可以及時(shí)記錄下討論結(jié)果,體現(xiàn)集體思維的成果。在教學(xué)中,我們一般是首先篩選探究的問(wèn)題,有些問(wèn)題值得討論,有些討論的價(jià)值不高,在這方面要發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,課前進(jìn)行篩選。在課堂上,學(xué)生分小組學(xué)習(xí),每個(gè)小組至少一臺(tái)計(jì)算機(jī),一個(gè)學(xué)生作為小組的書(shū)記員,記錄大家的討論結(jié)果,因?yàn)榭紤]到mindmanager十分便于快速記錄,所以我們?cè)谶@樣的課上多使用這個(gè)軟件。圖7就是高三學(xué)生在進(jìn)行"測(cè)量電阻"專題復(fù)習(xí)時(shí)一個(gè)小組的課堂討論記錄。
在上述討論中,學(xué)生充分利用自己所掌握的知識(shí)對(duì)"測(cè)量電阻"問(wèn)題從各種情況進(jìn)行了深入的總結(jié)性研究,并且在每個(gè)欄目的"記錄"中都對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,還繪制出了電路圖。當(dāng)小組的討論完成之后,在通過(guò)校園局域網(wǎng)將討論結(jié)果公布,交流各個(gè)小組的討論結(jié)果,在這個(gè)過(guò)程中教師也可以將自己的總結(jié)公布,這樣相互補(bǔ)充,取得了較好的復(fù)習(xí)教學(xué)效果,特別是從教師的角度來(lái)看,真正體會(huì)到了"教學(xué)相長(zhǎng)"的內(nèi)涵,師生都受益匪淺。
3.3.指導(dǎo)學(xué)生,進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)
研究性學(xué)習(xí)作為一種課程理念,可以單獨(dú)舉辦綜合課程,也可以結(jié)合課堂教學(xué)或者學(xué)科進(jìn)行,如果將這種理念和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)聯(lián)系起來(lái),就產(chǎn)生了WebQuest。我們根據(jù)自己的實(shí)際情況,以課堂教學(xué)的內(nèi)容為研究性學(xué)習(xí)的生長(zhǎng)點(diǎn),以WebQuest為主要學(xué)習(xí)形式,以思維導(dǎo)圖為指導(dǎo)手段,開(kāi)展了研究性學(xué)習(xí),非常受學(xué)生歡迎。思維導(dǎo)圖在其中的作用是指導(dǎo)學(xué)生的探究步驟和探究?jī)?nèi)容。如圖8所示,是結(jié)合高中物理"萬(wàn)有引力定律"開(kāi)展的WebQuest中思維導(dǎo)圖主體圖。
學(xué)生根據(jù)圖中的內(nèi)容,選擇學(xué)習(xí)和探究方式,其中有的部分是必須要學(xué)習(xí)的,如關(guān)于萬(wàn)有引力定律的知識(shí)部分,還有一些是學(xué)生進(jìn)行選擇的,可以進(jìn)行課題學(xué)習(xí)(一般通過(guò)講座、查閱資料的形式),還可以進(jìn)行探究學(xué)習(xí),如萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用部分就是要求學(xué)生在學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)知識(shí)后進(jìn)行的小課題研究。
4.應(yīng)用展望
通過(guò)思維導(dǎo)圖能夠極大地提高理解能力和記憶能力,它對(duì)于邏輯思維和創(chuàng)造性思維都有巨大幫助!通過(guò)使用"思維導(dǎo)圖",學(xué)生不再被動(dòng)地去設(shè)法記下教師師的每句話和閱讀一串串長(zhǎng)長(zhǎng)的句子,而是積極地對(duì)關(guān)鍵字進(jìn)行加工、分析和整理,并和教師積極地對(duì)話,另外,它還非常有利于開(kāi)發(fā)學(xué)生的空間智能。所以我們認(rèn)為將思維導(dǎo)圖引入教學(xué),是為教學(xué)改革注入了新的活力。